工化机械设备课程设计-二氯乙烷精馏塔的机械设计

化工设备机械基础课程设计PAGE24目录TOC\o"1-3"\f\h\z第1章绪论31.1课程设计的目的………………..31.2课程设计的要求………………..31.3课程设计的内容………………..31.4课程设计的步骤…………..…….3第2章塔体的机械计算52.1按计算压力计算塔体和封头厚度……………..52.1.1塔体厚度的计算…………….52.1.2封头厚度计算……………….52.2塔设备质量载荷计算………….52.2.1筒体圆筒,封头,裙座质量…………………..52.2.2塔内构件质量………………62.2.3保温层质量………………62.2.4平台,扶梯质量……………...62.2.5操作时物料质量……………62.2.6附件质量……………………72.2.7充水质量……………………72.2.8各种质量载荷汇总…………72.3风载荷与风弯矩计算………….82.3.1自振周期计算………………….……………82.3.2风载荷计算…………………82.3.3各段风载荷计算结果汇总…………………82.3.4风弯矩的计算……………….82.4地震弯矩计算………………….92.5偏心弯矩的计算……………...102.6各种载荷引起的轴向应力…………………...102.6.1计算压力引起的轴向应力………………...102.6.2操作质量引起的轴向压应力2……102.6.3最大弯矩引起的轴向应力3.………102.7塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核…………………...102.7.1塔体的最大组合轴向拉应力校核………..102.7.2塔体与裙座的稳定校核…………………..112.7.3各危险截面强度与稳定性校核……112.8塔体水压试验和吊装时的应力校核………...142.8.1水压试验时各种载荷引起的应力………..142.8.2水压试验时应力校核……………………..142.9基础环设计…………………...152.9.1基础环尺寸………………..152.9.2基础环的应力校核………..152.9.3基础环的厚度……………..152.10地脚螺栓计算……………….162.10.1地脚螺栓承受的最大拉应力……………162.10.2地脚螺栓的螺纹小径……………………16第3章塔结构设计…………………..……………..183.1塔体………….183.2板式塔及塔盘……………….183.3塔设备附件………………….183.3.1接管……………………..183.3.2除沫装置………………..183.3.3吊柱……………………..183.3.4裙式支座………………..193.3.4保温层…………………..19参考文献……………..20课设结果与自我总结………………..21附录A主要符号说明………………22附录B塔设备的装配图…………24绪论课程设计的目的（1）把化工工艺与化工机械设计结合起来，巩固和强化有关机械课程的基本理论和知识基本知识。（2）培养对化工工程设计上基本技能以及独立分析问题、解决问题的能力。（3）培养识图、制图、运算、编写设计说明书的能力。课程设计的要求（1）树立正确的设计思想。（2）具有积极主动的学习态度和进取精神。（3）学会正确使用标准和规范，使设计有法可依、有章可循。（4）学会正确的设计方法，统筹兼顾，抓主要矛盾。（5）在设计中处理好尺寸的圆整。（6）在设计中处理好计算与结构设计的关系。课程设计的内容对二氯乙烷精馏塔的机械设计。DN=1800mmPN=1.2MPa课程设计的步骤（1）全面考虑按压力大小、温度高低、腐蚀性大小等因素来选材。（2）选用零部件。（3）计算外载荷，包括内压、外压、设备自重，零部件的偏载、风载、地震载荷等。（4）强度、刚度、稳定性设计和校核计算（5）传动设备的选型、计算。（6）绘制设备总装配图。

塔体的机械计算按计算压力计算塔体和封头厚度塔体厚度的计算（1）计算压力（2）塔体计算厚度（3）塔体设计厚度（4）塔体名义厚度=12mm（5）塔体有效厚度封头厚度计算（1）计算厚度（2）设计厚度（3）名义厚度（3）有效厚度塔设备质量载荷计算筒体圆筒、封头、裙座质量m01（1）圆筒质量m1=Kg（2）封头质量m2=Kg（3）裙座质量m3=Kg说明：1塔体圆筒总高度为36.79m；2查得DN1800mm，厚度10mm的圆筒质量为536Kg/m；3查得DN1800mm，厚度10mm的椭圆形封头质量为338.4Kg/m；4裙座高度3060mm。m01=m1+m2+m3=22036.4Kg塔内构件质量m02m02=Kg浮阀塔盘质量75Kg/m保温层质量m=6851Kg为封头保温层质量2.2.4平台与扶梯质量m04==6520Kg说明：平台质量q=150Kg/m；笼式扶梯质量=40Kg/m；笼式扶梯高度H=39m，平台数n=82.2.5操作时物料质量说明：物料密度，封头容积。塔釜圆筒部分深度，塔板层数N=70，塔板上液层高度2.2.6附件质量按经验取附件质量2.2.7充水质量其中2.2.8各种载荷质量汇总表2-1质量汇总塔段0～11～22～33～44～55～顶合计塔段长度/mm10002000700010000100001000040000人孔与平台数0013228塔板数009222217705361410.4375253605360561822036.4--171741984198324713360-901269181318131866685140809002260164016006520-10398633.570317031545129185.5134352.6938134013401404.55509.1-8271780425434254342577495273-280052008000710473312402.411012.610992.611137.951588.5各塔段最小质量/kg710577222409.5220022138219186.591462全塔操作质量/kg全塔最小质量/kg水压试验时最大质量/kg风载荷与风弯矩的计算风载荷计算2—3段计算风载荷，其中，，。ab取，a=2677b=2877取，计算段vkf平台数110004000.70.720.00752.801.020.641002620481220004000.70.720.03752.801.110.7230026201167370004000.70.720.1102.801.221.00101257287768904100004000.70.790.3502.801.621.252035403160179065100004000.70.820.6652.802.071.423023602980245856100004000.70.851.0002.802.531.56402360298032880风弯矩的计算截面0—0截面1—1截面2—2地震弯矩计算取第一振型脉动增大系数，则衰减指数，，地震设防烈度9度，故取。查得，，，等直径等厚度的塔，按下列方法计算地震弯矩。截面0—0截面1—1截面2—2。偏心弯矩的计算偏心质量偏心距偏心弯矩各种载荷引起的轴向应力计算压力引起的轴向应力其中操作质量引起的轴向压应力截面0—0截面1—1其中截面2—2其中最大弯矩引起的轴向应力截面0—0截面1—1截面2—2塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核截面的最大组合轴向拉应力校核截面2-2塔体的最大组合轴向拉应力发生在正常操作时的2—2截面上，其中，，，,满足要求塔体与裙座的稳定性校核截面2-2塔体2—2截面上的最大做和轴向压应力满足要求其中查图5-9得,K=1.2截面1-1塔体1—1截面上的最打组合轴向压应力满足要求其中查图5-8得（Q235-B，200）B=110MPaK=1.2截面0-0塔体0—0截面上的最大组合轴向应力满足要求其中K=1.2 项目 计算危险截面0-01-12-2塔体与裙座有效厚度，mm101010截面以上的操作质量，kg914629075285030计算截面面积A，565005863056500计算截面的截面系数，最大弯矩最大允许轴向拉应力173.4——最大允许压应力KB129129140.4K135.6135.6204计算压力引起的轴向拉应力,MPa0054操作质量引起的轴向压力MPa15.8715.1814.76最大弯矩引起的轴向压力MPa99.9488.7889.83最大组合轴向拉应力MPa115.81103.96102.88最大组合轴向拉应力MPa——130.78强度与稳定校核强度——满足要求稳定性满足要求满足要求满足要求各危险截面强度校核汇总塔体水压试验和吊装时代应力校核水压试验时各种载荷引起的应力（1）试验压力和液柱静压力引起的环向应力液柱静压力=（2）试验压力引起的轴向拉应力（3）最大质量引起的轴向压应力（4）弯矩引起的轴向应力水压试验时应力校核（1）筒体环向应力校核满足要求（2）最大组合轴向应力校核液压试验时满足要求（3）最大组合轴向压应力校核满足要求。基础环设计基础环尺寸取mmmm基础环的应力校核，其中取以上两者中的较大值，选用100号混凝土，由表8-9查得其许用应力,满足要求。基础环的厚度；。，假设螺栓直径为，由表8-11查得，当取其中较大值，故按有筋板时计算基础环厚度+C==24.86mm圆整后取地脚螺栓计算2.10.1地脚螺栓承受的最大拉应力，其中（1）（2）取以上两数中的较大值，地脚螺栓的螺纹小径，选取地脚螺栓个数n=44，，+C2=+3=35.944mm，由表8-12查得螺栓的螺纹小径，故选用的地脚螺栓，满足要求。

第3章塔结构设计3.1塔体塔体包括塔壳筒体、封头、人孔、手孔、叶面计、接管、法兰等各受压元件，其结构形式和要求应满足GB150有关规定3.2板式塔及塔盘因塔径为1600mm大于800mm故选用分块式塔盘3.3塔设备附件3.3.1接管塔设备的塔体上配有各种工艺接管和仪表接管，大多数接管与一般容器上接管结构相同3.3.2除沫装置除沫装置属气液分离装置，用以出去气体夹带的液滴和雾沫，保证传质效率。触摸装置可安装在塔内或塔上部，也可作为独立的气液分离设备。3.3.3吊柱对于高度大于15m的室外无框架的整体塔，应考虑安装和检修时起吊塔台及其他附件方便，所以常在塔顶安装可转动的吊柱。3.3.4裙式支座裙座是塔设备广泛采用的一种支座，裙座有圆筒形和圆锥型两种。3.3.5保温圈塔外保温材料的支撑圈叫保温圈。塔体保温圈为I型。塔顶保温圈为Ⅱ型。塔底封头保温圈为Ⅲ型。参考文献[1]刁玉玮，王立业，喻健良。《化工设备机械基础（第六版）》大连，大连理工大学出版社2006,12.[2]蔡纪宁，张秋翔，《化工机械基础课程设计指导书》。北京化学工业出版社2010,8.[3]余国琮《化工容器及设备》北京，化学工业出版社1998.[4]余国琮《化工机械手册》天津，天津大学出版社1979.[5]闫康平《工程材料》北京，化学工业出版社2001.设计结果评价及总结通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关化工机械设备方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终，这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！通过这次课程设计，我掌握了如何将化工工艺条件与化工设备设计有机的结合起来，使所学有关机械课程的基本理论和基本知识得以巩固和强化，为今后设计化工化工设备及机械打下一定的基础。实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起的喜悦心情，果然是团结就是力量。只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。致谢我认为，在这学期的实验中，在收获知识得同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我请教老师和同学，使我在专业知识好动手实践方面都得到了很好的提升，在此，要对老师和同学表示衷心的感谢。附录A主要符号说明基础环面积：Ab平台质量：裙座筒体的截面积：笼式扶梯质量：基础环伸长宽度：b各类土场的特征周期：厚度附加量：C自振周期：塔内直径：设计温度：t弹性模量：E裙座筒体的截面系数：塔体高度：H常温屈服点：笼式扶梯高度：介质密度：塔盘介质层高度：塔外保温层厚度：风压高度变化系数：圆筒计算厚度：地震弯矩：名义厚度：风弯矩：有效厚度：充液质量： 保温材料密度：塔盘数：N基本振型参数：人孔个数：n地震影响系数：设计压力：P脉动增大系数：基本风压值：载荷组合系数：k地震影响系数：自振周期地震影响系数：风压高度变化系数：设计温度弹性模量：附录B塔设备的装配图。目录第1章项目概况与项目建设的必要性 11.1项目概况 11.1.1项目名称 11.1.2项目主管单位 11.1.3项目建设单位 11.1.4项目建设单位负责人 11.1.5项目建设性质 11.1.6项目建设地点 11.1.7项目建设期 21.1.8项目建设内容和规模 21.1.9项目投资估算 21.1.10项目资金筹措方案 31.1.11项目建设效益 31.2项目建设背景 31.2.1地理气候条件 31.2.2工业园区发展规划 41.2.3工业区已具产业规模 51.2.4项目提出的理由与过程 61.3项目建设必要性分析 91.3.1某某市“十一五发展规划”的要求 91.3.2某某市总体规划的要求 101.3.3某某市经济发展的要求 111.3.4园区发展的要求 121.4项目社会效益分析 131.4.1扩大内需，促进经济增长 131.4.2改善工业园区投资环境 141.4.3促进生产发展和提高人民生活水平 151.4.4促进园区的可持续发展 151.4.5带动园区周边土地增值及房地产发展 161.5项目建设可行性分析 171.5.1政府支持 171.5.2资金支持 171.5.3建设条件满足 181.6结论 18第2章项目建设内容及方案 192.1项目建设内容 192.1.1项目建设地点 192.1.2项目建设内容 192.1.3项目建设规模 192.2项目建设方案 202.2.1项目建设目标 202.2.2项目建设方案 202.2.3项目功能分析 232.3项目建设原则 262.3.1以人为本与可持续发展的原则 262.3.2集聚发展原则 272.3.3因地制宜原则 272.3.4环境保护原则 272.3.5节能降耗原则 272.3.6抗震原则 282.4建筑造型 28第3章项目建设和进度安排 293.1项目工程建设管理 293.1.1施工组织管理 293.1.2项目资金管理 293.1.3严格执行工程监理制度 293.2建设期安排与实施计划 303.2.1建设工期 303.2.2项目实施进度安排 303.2.3工程进度表 313.3项目建设劳动安全管理 34第4章各项建设条件落实情况 354.1园区建设规划与现状 354.2项目建设基本条件 364.2.1地形地貌条件 364.2.2工程地质条件 364.2.3城镇规划、园区区域规划条件 374.2.4交通条件 374.2.5社会环境条件 374.2.6征地拆迁条件 374.2.7施工条件 384.2.8资金条件 384.3环境保护及节能、消防 384.3.1环境保护 384.3.2节能降耗 404.3.3消防安全 434.4结论 44第5章投资估算与资金筹措 455.1编制范围 455.2编制依据 455.3单位价格 455.4其他费用 465.5建设投资估算 465.6年度投资计划 465.7资金筹措 47第6章财务评价 486.1概述 486.2依据与说明 PA